5. Охарактеризуйте складові коефіцієнта витрат металу із сталерозливного ковша

(8.22)

где ξ_вх - коэффициент потерь напора на входе в канал;

ξ_мс - коэффициент потерь напора на местные сопротивления;

ξ_тр - коэффициент потерь напора на трение;

ξ_тор - коэффициент потерь напора при торможении стопором или шибером.

коэффициент потерь напора при торможении струи определяется отношением открытой площади сечения отверстия на стыке неподвижной и подвижной плит w1 к площади сечения канала коллектора на выходе w2

7. Як експериментально та аналітично визначається глибина рідкої лунки безперервної заготовки?

Длина зоны вторичного охлаждения вместе с рабочей длиной кристаллизатора не должны быть меньше протяженности жидкой фазы в слитке L, которая определяется зависимостью:

L = _зат V, м (6.10)

где _зат - время полного затвердевания заготовки, мин;

V - скорость разливки, м/мин.

_зат = 0,25 а² /К² (6.11)

где а - толщина заготовки, м.

L = 0,25  а²  V /К² (6.12)

Длина жидкой фазы, например, для сляба толщиной 300 мм при скорости разливки 1,0-1,3 м/мин составляет 30-35 м. Длина жидкой фазы в заготовке кипящей стали при одних и тех же условиях на 4-8% больше, чем в заготовке спокойной стали.

Экспериментально установлено, что глубина жидкой лунки пропор­циональна скорости вытягивания слитка. Многочисленными экспериментами были по­лучены данные, позволившие построить номограмму (рис. 229), по ко­торой можно примерно определять глубину жидкой лунки в зависимости от скорости вытягивания слитка и его сечения.

8. За якими умовами можливе концентраційне переохолодження рідкого розплаву?

В реальных условиях полностью равновесной кристалли­зации никогда не достигается, так как коэффициенты диффузии боль­шинства примесей оцениваются величинами порядка 10-⁸—10-⁹ для жидкой и 10-¹⁰—10-¹³ м²/с для твердой фаз. Поэтому на практике первоначально образующаяся твердая фаза имеет неоднородный состав и содержит меньше примеси, чем в исходном расплаве. Состав жидкой фазы также не успевает выравниваться за счет диффузии. При этом избыточная примесь остается в жидкой фазе и перед фрон­том кристаллизации образуется слой жидкости, обогащенный при­месью. Появится так называемое концентрационное уплотнение. Тогда состав твердой фазы, образующейся в данный момент, будет определяться составом этого прилегающего обогащенного слоя, а не средним составом жидкости С_о, и будет иметь большую концен­трацию примеси С*тв.

Если ликвирующие примеси не вступают между собой в химические реакции, то в результате обогащения примесями жидкости у фронта затвердевания температура плавления металла может существенно понижаться. Это приводит к появлению так называемого концентрационного переохлаждения.

Часто при обогащении расплава примесями у фронта кристаллизации возникают условия для протекания химических реакций, образования новых фаз. Примером может служить кипение металла в изложнице при разливке кипящей стали.

9.Опишіть конструкцію кристалізаторів МБЛЗ, їх різновиди та основні функції.

Кристаллизатор предназначен для приема жидкого металла, попадающего в него из промковша, а также перевода части жидкой стали в твердое состояние посредством интенсивного отвода тепла охлаждающей водой.

В конструктивном плане кристаллизатор представляет собой сложную сборочную единицу, в состав которой входит внутренняя медная рубашка, непосредственно контактирующая с расплавленным металлом, и жесткий стальной корпус, выполняющий функцию фиксирования и поддержания медной рубашки. Между медными стенками кристаллизатора и стальным корпусом предусматривается зазор, через который с определенным расходом пропускается охлаждающая вода.

Обычная технологическая длина кристаллизатора еще до недавнего времени составляла 700-800 мм при минимальных размерах от 500 мм до максимальных 1200 мм. Современная концепция кристаллизаторов предполагает длину порядка 900-1000 мм, что увеличивает толщину твердой корочки заготовки на выходе из кристаллизатора при литье на более высоких скоростях.

Рабочая часть кристаллизаторов изготавливается либо из рафинированной меди, либо из сплава меди с серебром или сплавов меди с хромом и цирконием. Для повышения эксплуатационной стойкости на внутреннюю поверхность кристаллизатора наносятся специальные защитные покрытия на основе хрома или никеля.

В конструкционном плане медная часть кристаллизаторов выполняется либо в виде гильзы, либо сборной.

Гильзовые кристаллизаторы (рисунок 3.54) обычно применяются для отливки квадратной заготовки сечением до 220-250 мм, а также для отливки круглой заготовки.

Гильзовые кристаллизаторы изготавливаются из цельнотянутых медных труб с толщиной стенки 5…20 мм. Из трубной заготовки различными методами обработки металла давлением получают деталь с заданным профилем поперечного сечения, называемую гильзой, которая и является внутренней рабочей стенкой кристаллизатора. Гильза вставляется в стальной корпус и крепится в верхней части с помощью фланца. Нижняя часть гильзы фиксируется в корпусе с помощью уплотнения, допускающего свободное термическое расширение без возникновения деформации стен. Вода движется между корпусом и гильзой по зазору шириной 4…7 мм, обеспечивая интенсивный и равномерный отвод теплоты. Коробление гильзы предотвращается также устройством ребер жесткости.

Сборные кристаллизаторы представляют собой конструкцию из четырех медных плит и используются для блюмовых и слябовых МНЛЗ. Медные рабочие стенки выполняются достаточно толстыми (50-60 мм) и в них вырезаются пазы для прохода охлаждающей воды. Длина кристаллизатора обычно составляет 0,7-1,1 м.

Различают 2 типа конструкции сборных кристаллизаторов: веерную и коробчатую. Веерная схема используется преимущественно для блюмовых МНЛЗ. При этом после определенного износа внутренней поверхности плиты перестрагиваются, что позволяет использовать их до 5-6 кампаний. Коробчатая конструкция используется для слябовых и блюмовых МНЛЗ. Такая конструкция дает возможность менять ширину сляба и блюма в процессе разливки, а также менять конусность боковых граней. При этом внутренняя поверхность кристаллизаторов имеет защитное покрытие.

Для улучшения показателей охлаждения стенки кристаллизатора изготавливают не строго параллельными а под небольшим углом. Эта так называемая конусность позволяет уменьшить воздушный зазор между стенками и заготовкой, тем саамы способствуя улучшению теплоотвода. Однако, с повышением скорости вытяжки заготовки до величины нескольких метров в минуту такая конструкция кристаллизатора оказывается недостаточно эффективной. Поэтому рекомендуется делать поправку на естественную усадку непрерывнолитого слитка и выполнять внутреннюю поверхность кристаллизатора в виде так называемого параболического профиля. Параболический профиль достигается путем создания многоступенчатой конусности стенок кристаллизатора.